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常压锅炉房设计应注意哪些问题?

常压锅炉房设计应注意哪些问题?
常压锅炉房设计应注意哪些问题?
常压锅炉房设计应注意哪些问题?
访问量 : 313
编辑时间 : 2020-09-28

  自20世纪90年代以来,常压热水锅炉在我国得到了广泛应用。由于常压热水锅炉及其供热系统在很大程度上消除了锅炉爆炸事故的可能性,给锅炉带来了许多突出的优势,如检查和监督可以基本消除,工艺简化,安装位置不受限制,越来越受到矿山企业的尊重。

  同时,常压锅炉在运行中也存在一些问题,如:常压锅炉布置位置低,循环泵扬程高,能耗大,锅炉水箱容易溢流;常压锅炉受热面容易腐蚀。如果矿山企业的技术人员对常压热水锅炉了解不深,在锅炉房的设计安装中往往会失去矿山常压锅炉房,简单介绍一下。通过分析系统存在的问题,结合实际情况,提出了具体的整改方案。

  工程实例

  (1)系统状态

  矿井供热锅炉房位于海拔615米处。有一台额定热功率为2.8 MW的常压热水锅炉,进水温度和出水温度分别设定为60和85。配套加热循环泵流量100m3/h,扬程32m。锅炉房有一个分水器1,设计了两个出水管,一个通向新厂供热,一个通向老厂供热。新建工厂位于海拔604m,热负荷1,200kw老厂位于海拔656m,热负荷1500kW。总热负荷2700kw。原锅炉房热力系统见图1。

  (2)系统运行问题

  当锅炉在采暖期运行时,分水器的两个出水管的阀门同时打开,使老厂区的散热器不热,厂房内管道的排水阀打开,没有水流出;老厂供暖系统关闭时,新厂供暖周期正常,散热器散热效果好;加热循环泵停止运行时,锅炉水箱溢出。

  后来企业整改锅炉房,认为锅炉房供暖用循环泵扬程不够,所以将循环泵扬程改为80m。结果,泵在运行一段时间后跳闸,并反复试验。

  问题分析

  通过现场调查和分析,发现设计人员在设计锅炉房时,没有充分理解常压锅炉和承压锅炉的区别。锅炉热力系统设计为单点恒压系统,但锅炉房按承压锅炉房配置,导致几个设计错误:

  1)锅炉房位置不对。常压锅炉房位于海拔615m处,在竖向布置上位于老厂和新建厂的中间,导致采暖系统分为高、低区,但高、低区由集水器连接在一起。

  这种布置对承压锅炉及其供热系统的运行影响很小,可以利用间接连接使高区独立运行,从而使整个系统平稳运行。但是对于常压锅炉房来说,这种安排是一个严重的错误,高区和低区混在一起,造成系统压力混乱。2)加热循环泵扬程选择错误。常压锅炉循环泵的扬程与回路高度有关。弧线越高,头应该越高。在一般压力热水锅炉供热系统中,循环泵扬程与回路高度没有直接关系,而是等于回路的阻力损失。

  锅炉房设计人员在选择供热循环泵扬程时,只计算回路的阻力损失,不考虑供热回路的高度。结果是选用的循环泵扬程太小,高区供热系统无法运行,这一点从“打开厂内管道排水阀,没有水流出”的现象可以证明。

  3)供热回水管道未安装自动启闭阀。循环泵停止运行时,高区供热系统的水通过锅炉水箱溢出,造成锅炉房进水。

  后期企业自行整改时,选择加热循环泵扬程为80m。虽然考虑了高区供热系统与锅炉本体的高度差,但在运行过程中,实际使用的低区扬程低于新供热循环泵的额定扬程,导致流量过大,电流上升,过流,运行中频繁跳闸。

  校正动作

  (1)系统整改

  考虑到锅炉房已经建成,位置无法改变,供暖系统只能根据现有情况在高、低区域运行。但如果也选择组加热循环泵,则循环泵的扬程无法确定:如果扬程满足高区的需要,低区的冷却设备就会超压;如果电梯只满足低区需要,高区就不循环。

  为防止高、低区系统在运行中相互影响,精馏时将原设计的单点恒压系统改为高、低压区系统:将原一套加热循环泵改为两组,一组用于高区,一组用于低区。大面积加热循环泵出水管不再接分水器,而是单独接管,加热回水不收集到集水器,直接接锅炉水箱;低区的给排水管道采用原有的布水器、集水器和管网。

  通过整改,高、低区供热系统完全分离,仅锅炉水箱作为恒压设备。热力系统见图2。

  (2)加热循环泵的选择

  1)流量计算

  其中g是泵的计算流量,m3/h;K1为热损失系数,取1.05;q为热负荷,kw;Tg为设计供水温度,;这是设计回水温度,。

  2)水头计算

  其中h为泵的计算扬程,m;h为循环水泵轴线与循环水系统最高点的高度差,m,系统高区41m,低区3m;H1是循环系统最不利回路的给水和回水母管的阻力,m,估计为8m;H2循环系统最不利用户的内阻或所需调节的压差,m,取10m H3是锅炉房内部管道阻力,估计为10m。H4为设计剩余价值m,即3m。3)循环泵的选择

  根据计算,高区供热循环泵流量GG=54.2 m3/h,扬程Hg=72m,选择流量55m3/h,扬程75m的泵。由于锅炉布置在高位,低区加热循环泵只需要克服低区循环阻力,因此低区加热循环泵的扬程不考虑锅炉与水系统的高度差,只考虑系统阻力。经计算,低区加热循环泵的流量GD为43.3 m3/h,扬程HD为34 m,选择流量为45 m3/h、扬程为37 m的泵。

  (3)其他措施

  对于低面积供暖系统,锅炉处于最高位置,属于常压热水锅炉向下供暖方式。因此,锅炉机组和供热系统在全水位下安全运行,回水设有流量调节阀,只需调节流量平衡,不考虑低位布置时的静态水位保压问题,也不用担心水系统压力对锅炉的影响。

  对于高区域的供热系统,锅炉和循环水泵布置在较低的位置,系统运行时容易在最高点放空,妨碍供热系统的正常循环。为了解决这个问题,需要保持供热系统最高点的正压,在锅炉进水管处安装一个调节范围较宽的专用阻力调节阀,并将专用阻力调节阀前的回水压力调整为大于41m(大于高区系统的注水高度)。其作用是防止最高点放空,防止锅炉受压。

  当集中供热系统停止运行时,为了防止供热水从锅炉水箱中溢出,在专用阻力调节阀前增加了一个自动启闭阀,与高位集中供热循环泵联动。循环泵停止运行时,自动启闭阀关闭,将高位区域供热系统与锅炉水系统断开,防止高位区域供热系统中的供热水通过锅炉水箱溢出。

  (4)整改效果

  通过以上整改,高、低区供热系统分开运行,锅炉及其供热系统能够正常运行,各车间室内温度也达到了设计温度。锅炉停泵时,锅炉水箱中没有溢流水,保证了锅炉的安全运行。

  结论

  常压热水锅炉虽然有一定的优势,但在设计和安装时应注意与承压锅炉的区别。为保证常压热水锅炉及其供热系统的正常运行,系统设计应合理,锅炉辅助设备选择应正确;其次,注意阀门、附件等细节的处理。如果细节处理不好,会影响系统的正常运行。

  只要在设计、安装和运行过程中注意到这些问题,并采取适当的技术措施,常压热水锅炉的优势就能得到充分体现。在未来,随着人们对常压热水锅炉认识的逐步深入,它将会得到更广泛的应用。


  自20世纪90年代以来,常压热水锅炉在我国得到了广泛应用。由于常压热水锅炉及其供热系统在很大程度上消除了锅炉爆炸事故的可能性,给锅炉带来了许多突出的优势,如检查和监督可以基本消除,工艺简化,安装位置不受限制,越来越受到矿山企业的尊重。

  同时,常压锅炉在运行中也存在一些问题,如:常压锅炉布置位置低,循环泵扬程高,能耗大,锅炉水箱容易溢流;常压锅炉受热面容易腐蚀。如果矿山企业的技术人员对常压热水锅炉了解不深,在锅炉房的设计安装中往往会失去矿山常压锅炉房,简单介绍一下。通过分析系统存在的问题,结合实际情况,提出了具体的整改方案。

  工程实例

  (1)系统状态

  矿井供热锅炉房位于海拔615米处。有一台额定热功率为2.8 MW的常压热水锅炉,进水温度和出水温度分别设定为60和85。配套加热循环泵流量100m3/h,扬程32m。锅炉房有一个分水器1,设计了两个出水管,一个通向新厂供热,一个通向老厂供热。新建工厂位于海拔604m,热负荷1,200kw老厂位于海拔656m,热负荷1500kW。总热负荷2700kw。原锅炉房热力系统见图1。

  (2)系统运行问题

  当锅炉在采暖期运行时,分水器的两个出水管的阀门同时打开,使老厂区的散热器不热,厂房内管道的排水阀打开,没有水流出;老厂供暖系统关闭时,新厂供暖周期正常,散热器散热效果好;加热循环泵停止运行时,锅炉水箱溢出。

  后来企业整改锅炉房,认为锅炉房供暖用循环泵扬程不够,所以将循环泵扬程改为80m。结果,泵在运行一段时间后跳闸,并反复试验。

  问题分析

  通过现场调查和分析,发现设计人员在设计锅炉房时,没有充分理解常压锅炉和承压锅炉的区别。锅炉热力系统设计为单点恒压系统,但锅炉房按承压锅炉房配置,导致几个设计错误:

  1)锅炉房位置不对。常压锅炉房位于海拔615m处,在竖向布置上位于老厂和新建厂的中间,导致采暖系统分为高、低区,但高、低区由集水器连接在一起。

  这种布置对承压锅炉及其供热系统的运行影响很小,可以利用间接连接使高区独立运行,从而使整个系统平稳运行。但是对于常压锅炉房来说,这种安排是一个严重的错误,高区和低区混在一起,造成系统压力混乱。2)加热循环泵扬程选择错误。常压锅炉循环泵的扬程与回路高度有关。弧线越高,头应该越高。在一般压力热水锅炉供热系统中,循环泵扬程与回路高度没有直接关系,而是等于回路的阻力损失。

  锅炉房设计人员在选择供热循环泵扬程时,只计算回路的阻力损失,不考虑供热回路的高度。结果是选用的循环泵扬程太小,高区供热系统无法运行,这一点从“打开厂内管道排水阀,没有水流出”的现象可以证明。

  3)供热回水管道未安装自动启闭阀。循环泵停止运行时,高区供热系统的水通过锅炉水箱溢出,造成锅炉房进水。

  后期企业自行整改时,选择加热循环泵扬程为80m。虽然考虑了高区供热系统与锅炉本体的高度差,但在运行过程中,实际使用的低区扬程低于新供热循环泵的额定扬程,导致流量过大,电流上升,过流,运行中频繁跳闸。

  校正动作

  (1)系统整改

  考虑到锅炉房已经建成,位置无法改变,供暖系统只能根据现有情况在高、低区域运行。但如果也选择组加热循环泵,则循环泵的扬程无法确定:如果扬程满足高区的需要,低区的冷却设备就会超压;如果电梯只满足低区需要,高区就不循环。

  为防止高、低区系统在运行中相互影响,精馏时将原设计的单点恒压系统改为高、低压区系统:将原一套加热循环泵改为两组,一组用于高区,一组用于低区。大面积加热循环泵出水管不再接分水器,而是单独接管,加热回水不收集到集水器,直接接锅炉水箱;低区的给排水管道采用原有的布水器、集水器和管网。

  通过整改,高、低区供热系统完全分离,仅锅炉水箱作为恒压设备。热力系统见图2。

  (2)加热循环泵的选择

  1)流量计算

  其中g是泵的计算流量,m3/h;K1为热损失系数,取1.05;q为热负荷,kw;Tg为设计供水温度,;这是设计回水温度,。

  2)水头计算

  其中h为泵的计算扬程,m;h为循环水泵轴线与循环水系统最高点的高度差,m,系统高区41m,低区3m;H1是循环系统最不利回路的给水和回水母管的阻力,m,估计为8m;H2循环系统最不利用户的内阻或所需调节的压差,m,取10m H3是锅炉房内部管道阻力,估计为10m。H4为设计剩余价值m,即3m。3)循环泵的选择

  根据计算,高区供热循环泵流量GG=54.2 m3/h,扬程Hg=72m,选择流量55m3/h,扬程75m的泵。由于锅炉布置在高位,低区加热循环泵只需要克服低区循环阻力,因此低区加热循环泵的扬程不考虑锅炉与水系统的高度差,只考虑系统阻力。经计算,低区加热循环泵的流量GD为43.3 m3/h,扬程HD为34 m,选择流量为45 m3/h、扬程为37 m的泵。

  (3)其他措施

  对于低面积供暖系统,锅炉处于最高位置,属于常压热水锅炉向下供暖方式。因此,锅炉机组和供热系统在全水位下安全运行,回水设有流量调节阀,只需调节流量平衡,不考虑低位布置时的静态水位保压问题,也不用担心水系统压力对锅炉的影响。

  对于高区域的供热系统,锅炉和循环水泵布置在较低的位置,系统运行时容易在最高点放空,妨碍供热系统的正常循环。为了解决这个问题,需要保持供热系统最高点的正压,在锅炉进水管处安装一个调节范围较宽的专用阻力调节阀,并将专用阻力调节阀前的回水压力调整为大于41m(大于高区系统的注水高度)。其作用是防止最高点放空,防止锅炉受压。

  当集中供热系统停止运行时,为了防止供热水从锅炉水箱中溢出,在专用阻力调节阀前增加了一个自动启闭阀,与高位集中供热循环泵联动。循环泵停止运行时,自动启闭阀关闭,将高位区域供热系统与锅炉水系统断开,防止高位区域供热系统中的供热水通过锅炉水箱溢出。

  (4)整改效果

  通过以上整改,高、低区供热系统分开运行,锅炉及其供热系统能够正常运行,各车间室内温度也达到了设计温度。锅炉停泵时,锅炉水箱中没有溢流水,保证了锅炉的安全运行。

  结论

  常压热水锅炉虽然有一定的优势,但在设计和安装时应注意与承压锅炉的区别。为保证常压热水锅炉及其供热系统的正常运行,系统设计应合理,锅炉辅助设备选择应正确;其次,注意阀门、附件等细节的处理。如果细节处理不好,会影响系统的正常运行。

  只要在设计、安装和运行过程中注意到这些问题,并采取适当的技术措施,常压热水锅炉的优势就能得到充分体现。在未来,随着人们对常压热水锅炉认识的逐步深入,它将会得到更广泛的应用。


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